物联网技术及其实验

本书介绍了物联网的核心技术，并给出对应的实验。物联网技术及其实验分为12章，包括：物联网基础理论、RFID基础、RFID读写功能、RFID标签防冲突识别、2.4GHz RFID系统读取标签信息实验、物联网节点外设控制、基于物联网的数据无线收发及远程控制、传感器基本功能、RFID系统接入蜂窝网络实验、物联网嵌入式软件开发、物联网在智能家居和智慧农业的开发案例等。深入浅出地介绍了工作原理、实验设备与环境、实验内容、实验步骤以及预习和实验报告要求。读者通过阅读和参与实验得以体验与学习物联网关键技术，同时每个实验也可以延伸为研究开发平台。物联网技术及其实验还有配套的实验和开发设备。
本书既可作为高等院校物联网、通信、信息、电子、自动控制、计算机科学与工程等专业的本科生教材及实验指导书，也可供研究生和有关科学研究和产品开发人员使用。

前言
第1章物联网基础理论1
1.1引言1
1.2物联网的定义1
1.2.1政府等机构对物联网的定义1
1.2.2物联网与其他网络之间的关系2
1.3物联网的发展3
1.3.1历史3
1.3.2发展现状3
1.4物联网的架构5
1.4.1感知层5
1.4.2网络层5
1.4.3应用层6
1.5物联网的主要技术6
1.5.1传感器技术6
1.5.2编码技术7
1.5.3标识技术7
1.5.4解析技术9
1.5.5短距离无线传输技术9
1.5.6安全技术10
1.6物联网的应用11
1.6.1智能家居12
1.6.2智能交通12
1.6.3供应链物流管理13
1.6.4未来超市14
1.6.5安全监控15
1.6.6工业控制15
1.6.7军事应用15
1.7物联网的未来展望16
1.8思考题16
第2章RFID基础及其实验17
2.1引言17
2.2RFID基本原理17
2.2.1概述17
2.2.2工作原理17
2.2.3系统组成18
2.2.4频率19
2.2.5标准体系21
2.3915MHzRFID基本操作实验23
2.3.1实验目的23
2.3.2实验原理24
2.3.3实验设备与软件环境28
2.3.4实验内容与步骤28
2.3.5实验预习要求34
2.3.6实验报告要求34
2.3.7思考题34
2.413.56MHzRFID基本操作及其实验35
2.4.1实验目的35
2.4.2实验原理35
2.4.3实验设备与软件环境38
2.4.4实验内容与步骤38
2.4.5实验预习要求43
2.4.6实验报告要求43
2.4.7实验思考题43
第3章RFID读写功能及其实验44
3.1915MHzRFID基本读取实验44
3.1.1实验目的44
3.1.2实验原理44
3.1.3实验设备与软件环境49
3.1.4实验内容与步骤49
3.1.5实验预习要求54
3.1.6实验报告要求54
3.1.7实验思考题55
3.2915MHzRFID读写操作及其实验55
3.2.1实验目的55
3.2.2实验原理55
3.2.3实验设备与软件环境60
3.2.4实验内容与步骤60
3.2.5实验预习要求75
3.2.6实验报告要求75
3.2.7实验思考题76
第4章RFID标签防冲突识别及其实验77
4.1引言77
4.2工作原理77
4.2.1基于ALOHA的防冲突算法77
4.2.2二进制树搜索法81
4.2.3标签识别模式82
4.2.4命令定义82
4.3实验设备与软件环境85
4.4实验内容与步骤86
4.4.1实验内容86
4.4.2实验步骤86
4.5实验预习要求93
4.6实验报告要求93
4.7实验思考题93
第5章2.4GHzRFID系统读取标签信息实验94
5.1实验目的94
5.2实验原理94
5.2.1基本工作原理94
5.2.2通信接口96
5.2.3指令格式96
5.2.4读取标签信息命令定义97
5.3实验设备与软件环境97
5.4实验内容与步骤98
5.4.1实验内容98
5.4.2实验步骤98
5.6实验报告要求104
5.7实验思考题104
第6章物联网节点外设控制及其实验105
6.1引言105
6.2工作原理105
6.2.1ZigBee技术简介105
6.2.2ZigBee技术特点106
6.2.3ZigBee模块工作流程107
6.2.4ZigBee模块串口通信的函数107
6.2.5定时器原理和基本函数109
6.2.6LED的控制函数111
6.2.7按键监控函数111
6.2.8显示屏显示方法112
6.3实验设备与软件环境116
6.4实验内容与步骤116
6.4.1实验程序烧写116
6.4.2实验设置116
6.4.3串口实验117
6.4.4定时器实验117
6.4.5LED实验117
6.4.6按键实验119
6.4.7显示屏实验119
6.5预习要求119
6.6实验报告要求120
6.7思考题120
第7章基于物联网的数据无线收发及远程控制实验121
7.1引言121
7.2工作原理121
7.2.1ZigBee协议的消息格式及帧格式121
7.2.2寻址及寻址方式122
7.2.3主从节点无线传输数据的机制122
7.2.4物联网主从节点无线数据收发软件程序124
7.3实验设备与软件环境127
7.4实验内容与步骤127
7.4.1实验启动127
7.4.2串口设置128
7.4.3启动主节点129
7.4.4加入从节点129
7.4.5发送数据130
7.4.6主节点指令广播132
7.5预习要求133
7.6实验报告要求133
7.7思考题133
第8章传感器基本功能及其实验134
8.1通用传感器基本功能及其实验134
8.1.1引言134
8.1.2基本原理134
8.1.3实验设备与软件环境139
8.1.4实验内容和步骤139
8.1.5预习要求142
8.1.6实验报告要求142
8.1.7思考题142
8.2医用传感器基本功能及其实验142
8.2.1引言142
8.2.2基本原理142
8.2.3实验设备与软件环境144
8.2.4实验内容和步骤144
8.2.5预习要求146
8.2.6实验报告要求146
8.2.7思考题146
第9章RFID系统接入蜂窝网络实验147
9.1引言147
9.2基本原理147
9.2.1移动通信网络简介147
9.2.2GSM中AT指令简介148
9.2.3RFID阅读器的控制与使用150
9.2.4利用GSM模块发送短信150
9.2.5SBC2440嵌入式开发板151
9.3实验设备与软件环境153
9.4实验内容与步骤153
9.5预习要求157
9.6实验报告要求157
9.7实验思考题157
第10章物联网嵌入式软件开发及其实验158
10.1引言158
10.2工作原理158
10.2.1开发流程158
10.2.2数据收发实验源码剖析169
10.3实验设备与软件环境179
10.4实验内容与步骤179
10.4.1安装软件179
10.4.2打开工程文件并编译程序180
10.4.3烧写程序180
10.4.4运行平台180
10.5预习要求180
10.6实验报告要求180
10.7思考题180
第11章物联网在智能家居方面的综合开发案例181
11.1引言181
11.2实验流程182
11.3基本原理183
11.3.1主节点与从节点之间的数据收发183
11.3.2主节点与PC之间的数据收发183
11.3.3从节点的自动控制与响应183
11.4实验设备与软件环境183
11.5实验内容与步骤184
11.5.1下载程序184
11.5.2建立网络185
11.5.3主节点显示从节点的信息185
11.5.4实验软件操作185
11.6预习要求196
11.7实验报告要求196
11.8思考题196
第12章物联网在智慧农业方面的综合开发案例197
12.1引言197
12.2实验流程198
12.3基本原理199
12.3.1主节点与从节点之间的数据收发199
12.3.2主节点与嵌入式开发板之间的数据收发199
12.4实验设备与软件环境199
12.5实验内容与步骤199
12.5.1下载程序199
12.5.2建立网络200
12.5.3实验软件操作200
12.6预习要求203
12.7实验报告要求203
12.8实验思考题203
参考文献204